1.1 Rozważ transmisję informacji polegającą na rozsyle programów telewizyjnych z satelity telekomunikacyjnego. Jaki to rodzaj telekomunikacji? ROZSIEWNA (dyfuzyjna)

1.2 Dlaczego dystrybucja prasy nie zalicza się do telekomunikacji? Brak sygnału elektromagnet.

1.3. W nowoczesnym samochodzie występują liczne systemy telekomunikacji zbiorczej. GPS, radio, CB radio, GSM, 3G, TV.

1.4. Czy wysyłanie sygnałów radiowych lub optycznych do domniemanych pozaziemskich istot inteligentnych to telekom.? TAK

1.5Podaj przykłady transmisji multimedialnych. Radiowa, TV, Internet

2. Informacja w telekomunikacji

2.1 Źródło informacji generuje symbole a, b, c z prawdopodobieństwem p(a) = 0,3; p(b) “ 0,6; p(c) = 0,1. Obliczyć entropię tego źródła

oraz ilość informacji w ciągu symboli „a c a”. entropia H:

Średnia ilość informacji w jednym symbolu a c a

2.2 Źródło informacji generuje symbole 0 i 1, przy czym p(0) = 0,3; p(l) = 0,7. Na sekundę źródło generuje 100 symboli. Ile to informacji?

2.3 Źródło informacji przekazuje w ciągu sekundy 1000 symboli reprezentujących 16 jednakowo prawdopodobnych informacji. Ile bitów informacji na sekundę przekazuje to źródło?

2.4 Źródło informacji nadaje 1000 symboli ai, a2 na sekundę, przy czym prawdopodobieństwu p(a0 = 0,8; p(a2) = 0,2. Ile bitów informacji na sekundę nadaje to źródło?

2,5 Jaka przepustowość kanału telekomunikacyjnego jest potrzebna, aby móc nim przesyłać informację o obrazie z 4 poziomami szarości, o rozmiarach 100 X 150 pikseli, w tempie 2 obrazów na sekundę?

2,6 Jaka przepustowość kanału telekomunikacyjnego jest potrzebna, aby móc nim przesyłać informację o czarno-białym obrazie (bez odcieni szarości!) o rozmiarach 100 x 150 pikseli w tempie 4 obrazów na sekundę?

2,7 Źródło informacji przekazuje w ciągu sekundy .1500 symboli reprezentujących jedną z 8-miu jednakowo prawdopodobnych informacji. Ile bitów informacji na sekundę przekazie lo źródło?

2.8. Jaka jest przepływność informacji przy transmisji 16-kolorowych obrazów o rozmiarach 640x480 pikseli z szybkością 15 na sekundę?

2.9. Jaka najmniejsza przepustowość kanału telekomunikacyjnego jest potrzebna, aby móc nim przesyłać informację o obrazie z 8 poziomami szarości, o rozmiarach 100 x 150 pikseli, w tempie 30 obrazów na sekundę?2.10. Pasmo akustyczne w telefonii: B= 3,1 kHz

2.11. Szerokość pasma zajmowana przez sygnał TV bez modulacji to B= 6 MHz.

2.12. Rzucamy kostką do gry. Ile informacji jest zawarte w stwierdzeniu, że wypadła „szóstka"?

2.13. Ile informacji jest zawarte w stwierdzeniu, że nie wypadła „szóstka”?

2.14. Wiadomo, że z możliwych ocen 2, 3,4, 5 z egzaminu otrzymaliśmy ocenę pozytywną. Jaka to ilość informacji?

2.15. Ile bitów dodatkowo potrzeba, aby sprecyzować tę pozytywną ocenę? O czym świadczy suma ilości informacji z tego i poprzedniego zadania?

Suma świadczy o informacji o konkretnej ocenie.

2.16. Rozważ transmisję informacji polegającą na odsłuchiwaniu dobrze znanej nam piosenki czy Wiersza, Gdzie tu jest element zaskoczenia czy niepewności warunkujący niezerowy przekaz informacji?

. 2.17.

2.18. Jaka przepływność informacji wystąpiłaby w przypadku telewizji przekazującej 25 razy na sekundą obrazy zawierające 440 tys. pikseli o rozdzielczości 24 bitów?

25X24X440000=264Mb/s

2.19. W jednym ze standardów telewizji wysokiej rozdzielczości (HDTV) obrazy mają rozmiary 1280x720 pikseli i po tzw. konwersji YUV każdy z pikseli jest kodowany 12-bitowo. Obliczyć przepływność informacji przy transmisji 25 takich obrazów w ciągu sekundy.

2.20. Informacje a, b, c o prawdopodobieństwach p(a) = 0,6; p(b) = 0,2; p(c) = 0,2 zakodowano przy użyciu symboli odpowiednio 11, 10 i 100. Jaka jest entropia dla tego zbioru symboli i jaka jest średnia długość zakodowanego symbolu?

P(a)=0,6 ; p(b)=0,2 ; p(c)=0,2

Symbole: 11, 10, 100

3. Sygnały w telekomunikacji

3.1 Jaka Jest różnica między pojęciami przebiegu i sygnału?

Przebieg nie zawiera informacji.

3.2 ___brak____

3.3. Oblicz transformatę Fouriera dla przebiegu 1(t)e^(-t):

3.4 Dla którego z przebiegów 1(t)*e^-t i 1(t)*e^-2t widmo zanika szybciej od zera?

Pierwszy

3.5 Załóżmy, ze dysponujemy idealnym impulsem Nyquista o przebiegu danym wzorem sin(62800t)/6280t. Jaka jest jego amplituda maksymalna i jakie pasmo byłoby potrzebne do transmisji takiego sygnału?

3.6 Ile wynosi wartość częstotliwości sygnału zapisanego wzorem a(t) = cos(2jct³ +1) dlat= ls?

3.7„Skonstruować" przebieg, którego częstotliwość chwilowa miałaby następującą zależność od c/nsu: F(t)-2(2t+l/t).

3.8 Znajdź przebiegi zespolone, których części rzeczywiste są równe przebiegom z dwóch poprzednich zadań.

3.9 Jak można zinterpretować graficznie (na podobieństwo rys. 3.1 ze skryptu) sumę dwóch przebiegów harmonicznych o postaci y(t) = cos(<0jt)+sin(<0₂t)?

3.10 Podać zapis czasowy przebiegu, którego częstotliwość chwilowa byłaby dana zależnością l'(t)» 1000+200-1 dla t<10s.

4 System telekomunikacyjny

4.1 Stosunek mocy S/N równy 13 dB to w liczbach bezwzględnych...

4.2 Wyrazić stosunki mocy równe 0,002;16;20;150 w decybelach. 10log(x) = …

4.3 Stosunek napięć równy 26 dB to w liczbach bezwzględnych...

4.4 Przeliczyć stosunek mocy 4000 na decybele oraz stosunek napięć równy -30 dB wyrazić liczbą bezwymiarową.

4.5 Jaka musi być wartość mocy sygnału, aby - pi /y mocy n/umów równej I MW przepustowość kanału telefonicznego była równa 1000 bilów/s?

4.6 Jakie pasmo jest potrzebne, aby kanał, w którym S/N " -10 dB, miał przepustowość 30 kb/s?

4.7 Obliczyć, ile wynosi przepustowość kanału telefonicznego dla SNR = 3 i 23 dB.

4.9 Jakie pasmo jest potrzebne, aby kanał w którym S/N = 13 dB miał przepustowość teoretyczną 22 kb/s?

4.10 W kanale telefonicznym próbujemy przesłać dane o przepływności 100 kb/s. Jaka co najmniej jakość sygnału (S/N) będzie potrzebna?

4.13 Czy jest możliwe wykorzystanie kanału telefonicznego do transmisji TV o przepływności rzędu 30 Mb/s? Odpowiedź uzasadnij odpowiednimi oszacowaniami.

Nie gdyż nie można usyskac tak dużego stosun. S/N

4.14 Kanał telekomunikacyjny cechuje się gęstością mocy szumu N0= 50 nW/Hz. Moc transmitowanego sygnału to 100 mW. Jaka jest przepustowość graniczna tego kanału, gdy pasmo zwiększa się nieograniczenie?

4.16 - podobne do 4.10 Największa przepływność danych w modemach telefonicznych standardu V.90 sięga 56 kb/fl. Kanał telefoniczny ma znamionowe pasmo 3,1 kHz. Jaki musi być SNR w kanale telefonicznym, aby osiągnięcie takiej przepływności było możliwe?

4.17 W pewnym systemie telekomunikacyjnym S/N = 20 dB. O ile wzrośnie jego teoretyczna przepustowość, jeżeli moc sygnału wzrośnie o 6 dB (inne parametry nie ulegają zmianie)?

4.18 Czy w kanale telekomunikacyjnym o szerokości pasma 2 MHz i S/N = -30 dB jest

teoretycznie możliwa transmisja danych oprzepływności 2 kb/s?

4.19 Zakładając przepustowość kanału radiowego satelitarnego 10 Mb/s przy szerokości pasma 10 MHz i mocy sygnału odbieranego 100pW obliczyć dopuszczalną widmową gęstość szumów w odbieranym sygnale.

5. Media transmisyjne

5.1 Ile wynosi impedancja falowa skrętki UTP?

Impedancja falowa skrętki (UTP) 100+/-5 [Ω]

5.2 Dlaczego przy transmisji za pomocą skrętki stosuje się różnicowe nadawanie i odbiór?

W skrętkach stosuje się odbiór i nadawanie różnicowe aby usunąć zakłócenia z otoczenia, które w jednakowy sposób oddziałują na obydwa przewody.

5.3 Na podstawie danych producenta (skrypt) ocenić, jakiego tłumienia skrętki kategorii 5. można oczekiwać dla długości i częstotliwości 10 MHz.

3dB lub 5dB – zależnie od średnicy przewodów.

5.4 Co może być przyczyną, że skrętka ekranowana STP ma znacznie mniejszą tłumienność niż nieekranowana UTP?

STP – bardziej odporna na zakłócenia, przez to mniejsze straty sygnału (mniejsza tłumienność).

5.5 Przewód współosiowy jest wypełniony piankowym dielektrykiem o zastępczej przenikalnoicl względnej £_r = 1,45. Jakiej długość fali w tym przewodzie odpowiada częstotliwość 300 MHz?

5.6 Od czego zależy tłumienność przewodu współosiowego (pomijając jego długość)?

Tłumienność koncentryka zależy od częstotliwości, wypenienia dielektrycznego, średnicy przewodu wewnętrznego.

5.7 Dielektryk xxx z polietylenu (Er=2.3) wypełnia wnętrze przewoduwspółosiowego,, średnica przewodu wewnętrznego jest równa . Jak musi być średnica przewodu zewnętrznego, aby Zr- 50 Ohm?

Wg danych producenta przewodów współosiowych współczynnik skrócenia fali dla przewo­dów z dielektrykiem pełnym wynosi ok. 66%, z dielektrykiem piankowym - 78%, natomiast dla pr/cwodów z śrubową wkładką dielektryczną - 83%. Jakim zastępczym przenikalnościom dielektrycznym odpowiadają te współczynniki skrócenia?

5.9 W domowej instalacji TV używany jest przewód współosiowy o tłumienności i w interesującym nas zakresie częstotliwości równej 0,3 dB/m. Jaka strata mocy i napięcia sygnału wystąpi na odcinku ?

0,3 * 20m= 6dB – na 20 metrach

5.11Najmniejsza tłumienność współczesnych światłowodów telekomunikacyjnych jest równa około...

<

5.11 Najmniejsza tłumienność współczesnych światłowodów telekomunikacyjnych jest równa około... 0,2-0,5 dB/km

5.12 Dlaczego w światłowodach stosuje się podczerwień? Tłumienność dla podczerwieni w światłowodach jest najmniejsza : 0,2 dB/km

5.13 Na jaką odległość można uzyskać łączność światłowodową bez wzmacniaczy? 100km.

5.14 Podaj podstawowe cechy okien transmisyjnych stosowanych w technice łączności światłowodowej

5.15 Jakie zjawisko optyczne znajduje wykorzyst. w światłowodach?

Całkowite wewnętrzne odbicie światła.

5.16. Jaka jest rola szklanego płaszcza, otaczając. rdzeń w światłowodzie?

Płaszcz szklany ma mniejszy współczynnik załamania światła niż rdzeń. Zapewnia to utrzymanie promienia światła cały czas we wnętrzu szklanego rdzenia.

5.17 Chcemy uzyskać łączność o z odbiorcą odległym o , bez żadnych pośrednich stacji retransmisyjnych i wzmacniających. Jakie medium transmisyjne wybierzemy?

Ja bym wybrał kanał radiowy

5.18 To samo co 5.14

5.19 Jaka Jest prędkość światła w światłowodzie, jeżeli współczynnik załamania szkła w rdzeniu jest równy typowo 1,48?

5.21 Jaka Jen! szerokość przestrzenna impulsów światła rozchodzących się w światłowodzie, jeżeli czaił trwunia impulsów jest równy 1 ns (n = 1,48)?

5.22 Na czym polega wielodrogowość rozchodzenia się fal i dlaczego jest ona niekorzyst?

Superpozycja… ?

5.23 . Jakiego opóźnienia spowodowanego wielodrogowością propagacji można oczekiwać, jeżeli różnica długości dróg rozchodzenia się fal jest równa ? (10 us).

6. Modulacje analogowe

6.1 Narysuj widmo sygnału AM przy modulacji tonowej dla F0 = 300 kHz, fm = 20 kHz, m = 80%.

6.2 Porównaj widma sygnału AM dla współczynnika głębokości modulacji wynoszącego 100% i więcej niż 100%.

6.3 Dlaczego przemodulowanie nadajnika AM jest niekorzystne? Zniekształcenie obwiedni, cieżko odwzorować sygnał

6.4. Moc fali nośnej pewnego nadajnika AM Wynosi 100 W. Jaka jest moc jednej wstęgi bocznej dla m=30%? Ao^2=p Ao=10V Awb=(0,3*10)/2=1,5V Pwb=1,5^2=2,25W

6.5. Jakie bloki funkcjonalne wchodzą w skład demodulatora synchronicznego AM? Ogranicznik amplitudy, generator, FDP, filtr

6.6. Określić rodzaj sygnału AM i jego wybrane parametry, jeżeli jego widmo jest dane na rysunku

6.7. Jakie widmo posiada przebieg AM o przebiegu czasowym jak na rysunku?

6.8. Zapisać przebieg czasowy sygnału AM o następującym widmie

6.9. Zmierzone widmo pewnego sygnału AM pokazano na rysunku. Jakie są parametry tego sygnału ?

Fo=8kHz, fm=15kHz, Ao=2,5V, m=0,8

6.10. Sygnał AM ma następującą postać czasową am(t) = 2 • [l + 0,25 cos π •10³t]cos π • 5 • 10⁵t Jakie są parametry tego syg-nału ? Fo=2,50kHz, fm=500Hz, Ao=2, m=0,25.

6.11. W porównaniu do sygnałów klasycznej modulacji AM, syg-nały z modulacją jednowstęgową bez fali nośnej (SSB) cechują się... Cała moc jest użyteczna-moc wstęgi bocznej

6.12. Jak następuje odtwarzanie fali nośnej w synchronicznym demodulatorze AM? Detekcja synchroniczna (koherentna) polega na wymnożeniu odebranego sygnału zmodulowanego z odtworzonym w odbiorniku sygnałem nośnym i filtracji dolnopasmowej tak otrzymanego sygnału, czyli jest to po prostu podwójna modulacja amplitudy. Odtworzenia w odbiorniku sygnału nośnego, który musi być w dodatku synchron-iczny z sygnałem nośnym nadajnika. Odtworzenie następuje przez silne ograniczenie amplitudy sygnału AM

6.13. Jakie składowe usuwa filtr dolnoprzepustowy w układzie demodulatora synchronicznego? Filtr dolnoprzepustowy w układzie demodulatora synchronicznego usuwa sygnał zmodulowany AM o połówkowej amplitudzie i podwójnej częstotliwości.: $\frac{A_{0}}{2}$ • [1+k(x)] • cos•2•ω₀ • t

6.14. Jak jest rola ogranicznika w demodulatorze synchronicznym AM? Odtwarzanie falii nosnej

6.15. Demodulator obwiedni AM (diodowy) cechuje możliwość wystąpienia zniekształceń demodulacji. Co jest tego przyczyną? Nieprawidłowo dobrana stała czasowa za duża (opóźnienie zmienności sygnału) za mała (zniekształcenie impulsowe)

6.16. Który z demodulatorów diodowych AM posiada większą sprawność, tzn. dostarcza większego napięcia demodulowanego na swoim wyjściu? Demodulator obwiedni AM

6.17. Dlaczego w demodulatorach diodowych AM nie stosuje się prostowania dwupołówkowego?

Fo=120kHz, fm=4kHz, fmin=1kHz, fmax=5kHz, Modulacja AM jednowstęgowa

6.18. Znajdź przebieg Xh(t) powiązany z przebiegiem x(t) = 2 cos(12t + $\frac{\mathbf{\pi}}{\mathbf{4}}$) + cos 7t za pomocą przekształcenia Hilberta.6.19. W generatorze modulowanym LC pojemność obwodu rezonansowego wynosi 20 pF; wskutek modulacji zmienia się ona o ± 0.2 pF. Ile wynosi dewiacja częstotliwości, jeżeli F0 = 10

$L = \frac{1}{4\pi^{2} \bullet t^{2} \bullet C}$=12,7µHz, f=9,94MHz, ΔF₀ = 60kHz

6.20 W podobny sposób określić dewiację uzyskiwaną w podanym układzie, jeżeli Cl = 20 pF, Cx = 4-6 pF, a Fo = 50 MHz. L=0,4H

f=1/(p*PI*sqrt(LC)), deltaF=1MHz

6.21. Dana jest charakterystyka demodulatora częstotliwości. Jaka może być największa dewiacja sygnału wejściowego, aby sygnał zdemodulowany nie wykazywał jeszcze zniekształceń?

2*deltaF₀=400kHz, deltaF₀<200kHz

6.22. Jakiemu indeksowi modulacji odpowiada następująca postać widma tonowej modulacji FM?

mf=2,4

6.23 Na podstawie przebiegu funkcji Bessela określić dewiację przebiegu FM o widmie pokazanym na rysunku, Jeżeli odstęp między kolejnymi prążkami wynosi 5 kHz.

Z wykresu Bessela mf=3,8, mf=ΔFo/Fm, ΔFo=mf•fm=194kHz

6.24. W podobny sposób określić dewiacje w przypadku, gdy widmo FM ma postać jak na rysunku obok. Odstęp między kolejnymi prążkami wynosi 8 kHz.

Z wykresu Bessela mf=1,4 ΔF=5k•1,4=11,2

6,25 Pewien modulator FM przestraja się wg zależności: f, kHz = 500 + 10•x(t), gdzie x(t) jest sygnnlem modulującym. Oblicz dewiację częstotliwości, jeżeli x(t) = 5•cos(27𝛑•2000- t). Fo=10•5=50kHz

6.27, Pewien modulator FM przestraja się wg zależności: f, MHz = 80 + 0,05-x(t), gdzie x(t) jest sygnałem modulującym. Zapisać uzyskiwany sygnał FM, jeżeli x(t) = 1,5 cos (2•𝛑•2000vt) i Ao - 1V. Jaka jest szerokość pasma tego sygnału?

6.28 Ile wynosi dewiacja częstotliwości sygnału FM o postaci a fm = cos(2•π•20 • 10^3•t + 2sin2•π•2 • 10^3t) ?

mf=Δfo/fm ΔFo=mf•fm=2•2k

6.29. Ile wynosi szerokość pasma sygnału FM, którego postać czasową podano w poprzednim zadaniu?

B=2(mf+2)fm=2(2+2)2k

6,30 Sygnał z modulacją kąta ma postać a= cos(2•PI*100*10^3•t +0,5sin2•π•2•10^3•t). Jakie są parametry tego sygnału jako sygnału FM lub PM?

Fm ΔFo=1k, PM=Δ&=0,5rad

6.31 W pewnym systemie FM częstotliwość nośna zmienia się w zakresie 120-130-120-110-120,,,kHz,z szybkością 200 razy na sekundę. Ile wynosi częstotliwość środkowa, dewiacja częstotliwości i indeks modulacji?

Fo=120kHz, fm=200Mhz, mf=ΔFo/fm=60

6.32 Częstotliwość sygnału modulującego wzrosła 2 razy, natomiast amplituda tego sygnału zmalała 2 razy. Co się stanie z dewiacją częstotliwości w przypadku modulatora FM i w przypadku modulatora PM?

6.33 Na podstawie danych zawartych w tablicy 6.4 w skrypcie sprawdzić, że suma kwadratów funkcji Besse’la jest stała, niezależna od argumentu.

6.34. Pewien modulator fazy zapewnia maksymalną dewiację fazy równą pi/3. Jaka będzie maksymalna dewiacja częstotliwości sygnału wyjściowego tego modulatora, jeżeli fm= 1000 Hz?

6.35 Jak można opisać działanie dyskryminatora częstotliwości?

Przetwarza FM->Am+Fm

6.36 Jakie skutki spowoduje nieliniowa charakterystyka dyskryminatora częstotliwości, użytego w demodulatorze FM?

Zniekształcenie sygnału wyjsciowego

6.37. Narysuj schemat blokowy demodulatora iloczynowego (koincydencyjnego) FM.

7. Modulacja impulsowa

7.1 Pewien sygnał ma postać sin wt + 0,3sin 3wt - 0,1 sin 4wt. Jaka może być najmniejsza częstotliwość próbkowania takiego sygnału, jeżeli w=2*pi*4000*s^-1?

7.2 Pewien analogowy sygnał ma postać sinwt+ 0,3 cos3wt-0,02 sin 5wt . Jaka może być najmniejsza częstotliwość próbkowania dla takiego sygnułu, jeżeli w= 2*pi*5000 s^-1?

7.4 Przebieg sinusoidalny o f = 2,5 kHz (bez składowej stałej) jest próbkowany metodą próbkowania naturalne-go z częstotliwością fs = 8 kHz. Jakie częstotliwości < 20 kHz wystąpią na wyjściu układu próbkującego?

2,5kHz ; 5,5kHz ; 10,5kHz ; 13,5kHz ; 18,5 kHz

7.5 Przebieg sinusoidalny f=3 kHz ze składową stałą jest próbkowany metodą próbkowania naturalnego z częstotliwością Fs = 8 kHz. Jakie częstotliwości < 20 kHz wystąpią na wyjściu układu próbkującego?

3kHz ; 5kHz ; 8kHz ; 11kHz ; 13kHz ; 16kHz ; 19kHz

7.6. Narysuj przykładowy przebieg na WY układu realizującego próbkowanie idealne z pamięcią.

7.7 Jaka jest częstotliwość próbkowania sygnału telefon-icznego w centralach i aparatach cyfrow.?

8kHz

7.9 System próbkowania nie zawiera filtru antyliasin-gowego. Jaka częstotliwość pojawi się no wyjściu filtru rekonstruującego (fg = 10 kHz), poprzedzonego układem próbkującym, jeżeli fs= 15 kHz, a przebieg wejściowy ma częstotliwość 12 kHz?

3kHz

7.10. Narysować wymaganą charakterystykę filtru dolnoprzepus-towego w systemie z próbkowaniem, jeżeli fmax = 20 kHz i Fs = 48 kHz.

7.11. Pewien sygnał wyraża się zależnością a(t) = 2coswt + 0,8sin2wt-0,2cos3wt gdzie w = 2*pi-2000/s. Jaka musi być częstotliwość próbkowania sygnału, aby konstrukcja filtru rekonstruującego była względnie łatwa?

7.14. Jaka musi być częstotliwość powtarzania impulsów z zadania poprzedniego, jeżeli w =2*pi*-1500/s; w = 2*pi-7000/s?

7.15. W systemie PAM stosowane są impulsy o szerokości 8 us i częstotliwości powtarzania 40 kHz. Oszacować zajmowaną szerokość pasma.

τ = 8us; B = 1/ τ = 125kHz

7.16 oszacować szerokość pasma potrzebną do jednoczesnej transmisji dwóch sygnałów telefonicznych metodą modulacji impulsowej PAM (zwielokrotnienie TDMA przy typowym prób-kowaniu i paśmie).

2 sygnały, TDMA, kanał telefoniczny => 125us

125- 1us(odstęp bezpieczeństwa) =124

124/2sygnały = 62us/sygnal

B = 1/62us = 16,13kHz

7.17. Oszacować szerokość pasma potrzebną do jednoczesnej transmisji pięciu sygnałów telefonicznych metodą modulacji impulsowej PAM (zwielokrotnienie TDMA przy typowym prób-kowaniu i paśmie).

5 sygnałów TDMA t=125 us

bo Fs = 8kHz dla telefonicznego

125u – 6u = 119u

119/5 = 23,8 ; B = 1/23.8 = 42 kHz

7.18. 30 kanałów telefonicznych jest próbkowanych z częstotliwością 8 kHz. Z tych próbok jonl formowany sygnał ze zwielokrotni. TDMA w postaci impulsów o modulowanej amplit.. Odstęp „bezpiecz.” między kolejnymi impulsami musi być równy co najmniej 1us, Jakie najszersze imp.można zast., aby wszystkie zmieściły się w okresie próbk.; jakie pasmo będzie wtedy wymag.?

125u-31u=94u ; 94u/30=3,13u

B=1/3,13u=320kHz

7.20 Modulator PWM wytwarza impulsy o szerokości danej wzorem t = 4us + 0,5 • x(t). Jakie szerokie pasmo zajmuje przebieg wyjściowy modulatora, gdy x(t)=4sin2*pi*500t ?

8. Modulacja kodowo-impulsowa (PCM)

8.1) Termin „modulacja” w odniesieniu do modulacji PCM jest niezbyt właściwy.Dlaczego?

Ponieważ nie występuje tu typowe nakładanie informacji na falę nosną.

8.2) Jaką funkcję pełni filtr występujący na wejściu toru PCM?

Na wejściu toru występuje filtr antyaliasingowy, który wytłumia składowe częstotliwości, które mogłyby naruszać nierówność , czyli mogłyby naruszać twierdzenie o próbkowaniu.

8.3) Unipolarny przetwornik A/C o zakresie przetwarzania 0-10V ma rozdzielczość 10 bitów. Jaka jest szerokość przedziału kwantyzacji?

8.4) Jaka jest moc szumu kwantyzacji, jeżeli maksymalnie silny (dla danego przetwornika) sygnał o mocy 1 W jest kwantowany z rozdzielczością 6 bitów?

8.5) Przebieg o chwilowej wartości 2V podlega przetwarzaniu w 5-bitowym przetworniku A/C o zakresie +/- 5V. Podać stosunek S/N.

8.6) Ilu bitowy przetwornik jest potrzebny, aby SNR dla sygnałów równych połowie zakresu przetwarzania wyn-osił minimum 60 dB?

8.7) Czy szum kwantyzacji w systemie PCM maleje czy rośnie z wzrostem poziomu sygnału?

Na moc szumu nie ma wpływu sygnał

8.8) Mamy dwa przetworniki A/C: 8-bitowy i 10-bitowy, o tym samym zakresie przetwarzania. Ile razy moc szumu kwantyzacji dla drugiego będzie mniejsza niż dla pier-wszego?

16 razy

8.9) Jaka jest moc szumu kwantyzacji (dla R= 1ohm) w 5- bitowym przetworniku A/C o zakresie przetwarzania (-1, +1V)

8.10) Mamy dwa przetworniki A/C: 8-bitowy o zakresie 0-5V i 10-bitowy o zakresie 0-10V. Ile razy moc szumu kwantyzacji dla drugiego będzie mniejsza niż dla pierwszego?

4 razy

8.11) Dokończ zdanie: Szum kwantyzacji w systemie PCM jest to:

różnica miedzy sygnałem otrzymanym na wyjściu C/A a sygnałem oryginalnym.

8.12) Narysować, z zachowaniem skali, charakterystykę przetwarzania 2-bitowego przetwornika A/C o zakresie 0-10 V.

8.13) To samo dla przetwornika bipolarnego o zakresie pracy -5V +5V.

8.14) Moc szumu kwantyzacji w pewnym 8-bitowym sys-temie PCM jest równa 3,2 mW. Ile będzie równa ta moc po zmianie przetwornika na 10-bitowy?

8.20) Dlaczego na ogół wskazane jest, aby kody cyfrowe nie zawierały składowej stałej?

Jeżeli ciąg kodowy zawiera w sobie nizerową składową stałą, która jest istotna dla utrzymania prawidłowej postaci impulsów kodowych to musi być zachowana w całym procesie trans-misji. Niemożliwe jest stosowanie w systemie z takim kodem połączeń przez transformatory i kondensatory.

8.21) Które poznane kody są samosynchronizujace?

Kody samosynchronizujące się: HDB3, Manchester

8.22) Jakie pasmo jest potrzebne, aby w kodzie Manchester przesłać dane z szybkością 100 kb/s?

8.23) Do przesłania strumienia bitów (w kodzie binarnym NRZ) o przepływności 0,5 Mbit potrzeba pasma co najmniej. 0.5Mhz

8.24) Który z wykresów pokazujących stosunek mocy sygnału 20 do mocy szumu kwantyzacji w zależności od ilości bitów prz-etwornika A/C jest właściwy dla modulacji PCM ?

8.25) Określ minimalne pasmo sygnału cyfrowego o przepływności 9600 b/s, jeżeli stosowane jest kodowanie 8-poziomowe.

ponieważ 8 poziomowe ma 3 zmiany

8.27. Jaki układ bitów daje największą częstotliwość podstawową zawartą w kodzie Manchaster?

Największa: 1 1 1 1…

Najmniejsza: 1 0 1 0 1 0…

8.28) Dane jest 8-bitowe słowo 1 1 1 0 0 0 0 1. Który z pokazanych przebiegów jest przedstawieniem tego słowa w różnicowym naturalnym kodzie binarnym (NKB)?

Przebieg C

8.29) Który rysunek przedstawia sygnał zakodowany w kodzie HDB3, a który w NKB NRZ? HDB3:

NKB:

WYBRANE ZADANIA: dział: 9, 10,11,12

9.5. Jaka jest przepływność danych w modulacji 8PSK, jeżeli szybkość mod. To 3200 bodów?

1 skok=3 bity

Szybkość mod = 3200

Przepływność: 3*3200=9600

9.16. W nadajniku 16QAM maksymalna amplituda składowych I i Q jest równa 1,06V. Jaką najmniejszą i największą amplitudę może mieć cały sygnał, składowy?

QAM – 16 punktów

Najdłuższa =

Najkrótsza =

9.18. szybkość modulacji 1000 bodów:

PSK – 1000 bit/s

16-QAM - 4000 bit/s

8PSK – 3000 bit/s

4 FSK – 2000bit/s

9.19. W pewnym systemie OFDM występuje 10 nośnych, odległych od siebie o 100 kHz. Jaką przepływność uzyskać w takim systemie stosując modulację QPSK każdej nośnej?

200 kbit/s QPSK

9.21. W pewnym systemie OFDM transmitowanych jest 2Mb/s danych na 50 podnośnych. Każda jest modulowana modulacją 8PSK. Jaka musi być odstęp podnośnych?

(2Mbit/s) / 50 =

=40 kbit/podnośne (przepływność 1 podnośnej)

40/3 = 13,3 k bodów

8PSK = 1 zmiana daje 3 bity

9.22. Jaka będzie całkowita szerokość pasma sygnału OFDM z poprzedniego zadania?

50*13,3k = 650kHz

10.1. Dlaczego wart.średniokwadratowa jest lepsza od średniej:

Bo wart.średnia szumu to 0. A średniokwadratowa będzie inna- konkretna wartość.

10.9. Oblicz S/N na WE odbiornika, jeżeli gęstość widmowa mocy szumu WE wynosi 5 nW, pasmo odbiornika 9kHz, a sygnał użyteczny ma moc 10mW.

N_we=9kHz *5nW/Hz = 45uW

S_we = 10mW

SNR=10mW/45uW = 210 = ok.13-14dB

10.18. Korzystając z odpowiednich wykresów, oszacować wymagany poziom sygnału FSK, jeżeli wymagana stopa błędu=10^-3, szerokość pasma systemu=200kHz, a widmowa gęstość mocy szumów wejściowych to 10 nW/Hz.

Odczytujemy z rysunku 10.22

Odp. Musi być 10x większa moc szumu od Nwe=20mW.

10.22. W pewnym 10-bitowym cyfrowym systemie transmisyjnym S/N = 60 dB i sygnał zajmuje pasmo 500 kHz. Zaistniała możliwość poszerzenia tego pasma do 600 kHz i wykorzystania tego przez zwiększenie liczby bitów. Jaką nową wartość S/N można będzie uzyskać?

B=500kHz => poszerzamy B=600kHz

10b-500

Xb 600

n=12b

11.2 W pewnym systemie prawdopodobieństwo przekłamania 1 bitu wynosi 0,01. Jakie jest prawdopodobieństwo przekłamania słowa 1011 w słowo o postaci 0101?

1011 P=0,01

0101

11.4. Oblicz prawdopodobieństwo błędu podwójnego w pięciobitowym słowie cyfrowym, jeżeli prawdop. Przekłamania jednego bitu jest równe pe=0,1.

|x|x|_|_|_| ; |x|_|x|_|_|

11.10. Rozważając wszystkie możliwe słowa 3-bitowe, znaleźć takie ich pary, dla których odległość Hamminga jest równa 2:

Różnią się na 2 pozycjach: Minimalna długość=1

12.13 Współczynnik szumów odbiornika zmierzony przy mocy szumów wejściowych 0,1 pW wynosi F = 4. Wzmocnienie mocy odbiornika jest równe Kp = 50. Ile wynosi moc szumów na wyjściu tego odbiornika?idealny ??? szumu

12.16. Współczynnik szumowy odbiornika, zmierzony dla mocy szumów WE równej 10uW, jest równy 3dB. Ile będzie równy współczynnik szumów tego samego odbiornika, zmierzony dla mocy szumów wejściowych równej 5uW?

F=3 – idealny

12.19. Czułośc pewnego odbiornika wynosi -80dBmW(50 ohm). Ile to mikrowoltów?

EGZAMIN 2011

1)Źródło informacji generuje symbole a,b,c z prawdopodobieństwem p(a)=0,3; p(b)=0,6; p(c)=0,1. Obliczyć entropię tego źródła oraz ilość informacji w ciągu symboli ”aca”.

2)Jaka jest przepływność informacji przy transmisji 16-to kolorowych obrazów o rozmiarach 640x480 pikseli z szybkością 15/s?

3)Dlaczego w światłowodach stosuje się podczerwień? Odpowiedź uzasadnić, podając jakieś dane liczbowe.

Szkło wykazuje dużą selektywność w przepuszczaniu światła. Podczerwień jest słabiej tłumiona przez światłowód niż światło widzialne, gdzie tłumienność jest równa 1dB/m.

4)Podaj podstawowe cechy okien transmisyjnych stosowanych w technice łączności światłowodowej.

Okno trans. dł.fali	Tłumienność szkła kwarc.	Zastosowanie	Uwagi
850nm 1310nm 1550nm 1400-1650	3-5 dB/km 0,5 dB/km 0,2 dB/km 0,5 dB/km	światł ??? jednomodowe jednomodowe ulepsz światł	bliska podczerwien - - W syst. WDM DWDM

5)Od czego zależy tłumienność przewodu współosiowego.

Zależy od: wypełnienia dielektrycznego, średnicy przewodu wewnętrznego, częstotliwości.

6)Przebieg o amplitudzie 2V podlega przetwarzaniu w 5-bitowym przetworniku A/C o zakresie +/- 5V. Podać moc szumu kwantyzacji i stosunek S/N.

U=5V z.p.=+/-5V A/C5 bitowy

7)Mamy dwa przetworniki A/C: 8-bitowy i 10-bitowy. Ile razy moc szumu kwantyzacji dla drugiego będzie mniejsza niż dla pierwszego?

A/C- 8 bitowy 6*8=48

A/C- 10 bitowy 6*10=60=> 60*48=12dB= 15,84=16 razy

8)Jakie pasmo jest potrzebne, aby za pomocą kodu Manchester przesłać dane z szybkością 100 kb/s?

Efektywność widmowa Manchester 0,5 b/s/Hz

9)Moc fali nośnej pewnego nadajnika AM wynosi 100 W. Jaka jest moc jednej wstęgi bocznej dla m=10%?

Moc wstęgi bocznej:

10)Jak następuje odtworzenie fali nośnej w synchronicznym demodulatorze AM?

Odtworzenie następuje prze silne ograniczenie amplitudy sygnału AM.

11)Zaleta modulacji cyfrowej QPSK względem PSK.

2 razy większa przepływność, węższe pasmo

12)Zaleta modulacji QAM względem modulacji PSK o tej samej wartości.

Większa odporność na zakłócenia ( przy takich samych średnich mocach obydwu sygnałów), prostszy sposób wysyłania modulacji QAM.

13) W odbiorniku superheterodynowym wzmacniacz pośredniej częstotliwości przenosi pasmo od 60 do 70 MHz. Częstotliwość heterodyny jest równa f_h=200MHz. Jaki zakres częstotliwości wejściowych będzie odbierał odbiornik?

f_h=200MHz ; f_N=65MHz; f_M=200MHz ; f=200+65=265MHz

fwe=(260-270)MHz

16)Porównaj widmo sygnału AM dla współczynnika głębokości modulacji wynoszącego 100% i więcej niż 100% przy założeniu, że sygnały nośne i modulujący są sinusoidalne, a prążek fali nośnej ma tą samą wartość.

Dla m=100% moc prążków będzie maksymalna. Dla m>100% amp. Prążków będzie rosła, prążki boczne będą wyższe od prążka fali nośnej.

18)Które ze zboczy impulsów sygnału poddawanego modulacji PWM może ulegać przesunięciu?

Opadające

19)Jakie podukłady można wyodrębnić w układzie demodulatora częstotliwości badanego na laboratorium? Podaj realizowane przez nie funkcje.

Demodulator FM – z dyskryminatorem

Dyskryminator częstotliwości (zamienia modulację FM na odpowiadającą mu modulację AM)

Detektor obwiedni (pozwala na detekcję sygnału bez konieczności synchronizacji)

20)Jaka i dlaczego była relacja pomiędzy wartościami skutecznymi napięcia szumu zmierzonymi na laboratorium woltomierzem i oscyloskopem?

Zależność napięcia szumu jest proporcjonalna do szerokości pasma pomiarowego.

Napięcie szumu mierzone miernikiem i oscyloskopem były podobne bo miały podobne pasma pomiarowe.